Системы управления и подготовки производства

Организационно – технические системы предприятия – технологическая, инструментообеспечения; контроля качества изделий; складская; транспортная; технического обслуживания; охрана труда являются объектами управления автоматизированной системой управления и подготовки производства. Несмотря на функциональное различие этих систем, с точки зрения процесса управления функционированием в них есть много общего. Для того, чтобы разработать систему управления, необходимо иметь формальную модель объекта управления.

Рассмотрение состава задач и методов их решения при разработке средств автоматизации подготовки производства и управления на автоматизированном предприятии будем проводить на основе понятия архитектуры технической системы. Под этим термином понимается структурно – функциональная модель, описывающая:

¨ состав системы (подсистемы, уровни, компоненты);

¨ функции системы (подсистемы, уровней, компонентов);

¨ связи и взаимодействие (интерфейсы) подсистем, уровней и компонентов;

¨ правила композиции (объединения) компонентов, уровней, подсистем.

Для того, чтобы применить данный подход к проектированию систем автоматизации проектирования и изготовления, необходимо определить формально структурные единицы проектируемой системы. В этом случае используется понятие производственной системы.

Производственная система – открытая система, функция которой состоит в целенаправленном преобразовании свойств материальных объектов на основании информации и команд, поступающих из вне.

Для системы более высокого уровня она является объектом обобщенного технологического оборудования, внутреннее устройство и конкретные механизмы функционирования которого от нее скрыты.

Для определения структуры производственной системы, необходимо задать следующие ее характеристики:

¨ технологические возможности;

¨ набор объектов, участвующих в обмене с внешней средой;

¨ набор правил, регламентирующих эти обмены (набор точек доступа, через которые проходят потоки объектов).

Кроме того, могут быть заданы параметры реализации, определяющие показатели функционирования – производительность и надежность – с тем, чтобы учесть их при разработке программно – аппаратных средств.

Полностью определенная архитектура производственной системы является внутренней моделью для систем управления.

Разобравшись со структурой производственной системы данного уровня определяют, имеющиеся в ней виды связей, т.е. ее внешний интерфейс.

В качестве основы для описания структуры цеха были предложены три вида связей: материальные, энергетические, информационные.

Для разработки средств автоматизации управления необходима их интерпретация через систему интерфейсов (взаимодействий объектов производственной системы).

Рассматриваются интерфейсы следующих видов:

¨ технологические интерфейсы, определяющие возможности обработки, а также свойства и параметры преобразуемых объектов (заготовок) и всех ресурсов необходимых для работы (инструментов оснастки и т.д.);

¨ механические интерфейсы, определяющие конкретный способ подачи материальных объектов внутрь производственной системы и выдачи их обратно;

¨ организационные интерфейсы, определяющие организационную среду, в которой функционирует данная производственная система;

¨ информационные интерфейсы, определяющие содержание, форму построения и процедуры обмена информацией с внешней средой – персоналом и системой управления верхнего уровня;

¨ коммуникационный (сетевой) интерфейс, определяющий средства и возможности обмена информацией с внешней средой;

¨ пользовательский интерфейс, определяющий средства и возможности персонала по управлению производственной системой;

¨ связи с инфраструктурой, определяющие подключение к системе жизнеобеспечения (энергоснабжение, водоснабжение, канализация, подача воздуха, тепла и т.п.).

На основе анализа связей и внутренней структуры производственной системы разрабатывают технические задания на подсистемы, автоматизирующие функционирование производственной системы.

Основные подсистемы автоматизированного производства включают в себя следующие функции:

¨ организацию производства;

¨ конструкторскую и технологическую подготовку производства;

¨ планирование производства и управление производством.

Общая структура автоматизированной системы, реализующая эти функции, представлена на рис. 8.1 [1].

Подготовка производства при использовании традиционных методов обмена информацией между подразделениями производственной системы через промежуточные документы, подлежащие согласованию, не позволяет максимально использовать ГПС как по качеству, так и по производительности из –за крайне медленного обмена информацией.

Для избежания неоправданных потерь необходимо при формулировании технического задания на комплекс программно – аппаратных средств автоматизации подготовки производства и управления производством в автоматизированном цехе рассматривать эти подсистемы, как части единого целого – интегрированной системы подготовки производства, которая для всего комплекта производственных заказов должна выдавать взаимоувязанные решения по конструкции изделий, технологическим процессам их изготовления и потребности в ресурсах (оборудовании, инструменте, оснастке), необходимых для выполнения технологических процессов.

Одним из основных условий эффективной автоматизации является наличие общей базы данных, исключающей многократный ввод человеком информации об изделиях, технологических процессах и т.д.

Необходимо учитывать, что аппаратные и программные средства оборудования, входящего в состав ГПМ, интенсивно развиваются, причем происходит резкое снижение аппаратных средств вычислительной техники при одновременном увеличении их мощности. Все это позволяет принимать решения по операционной технологии прямо на месте (в ГПМ), поэтому за системой подготовки производства следует закрепить только выработку стратегических решений о маршруте изготовления и оснащении технологических операций заготовками (исходными и межоперационными).